BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Perancangan Sistem
Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu bagaimana
cara merancang sistem yang akan diimplementasikan pada alat. Dan dalam
perancangan sistem terlebih dahulu dibuat flowchart dari sistem tersebut. Berikut
flowchart sistemnya.
3.2 Blok Diagram
Setelah membuat perancangan sistemnya maka dilakukan tahap pembuatan blok
diagram. Blok diagram merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk
menjelaskan cara kerja dari suatu sistem dan memudahkan untuk melokalisir
kesalahan dari suatu sistem. Dengan blok diagram kita dapat menganalisa cara kerja
rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum.
Diagram blok memiliki arti yang khusus dengan memberikan keterangan
didalamnya. Untuk setiap blok dihubungkan dengan suatu garis yang menunjukkan
arah kerja dari setiap blok yang bersangkutan. Blok diagram keseluruhan sistem dapat
dilihat pada gambar berikut.
Miniature smarthome yang akan dirancang adalah sebagai berikut :
Gambar 3.3 Gambaran Miniatur Smarhome
Miniature Smarthome yang dibangun memiliki beberapa fitur yaitu :
1. Pintu yang akan dibuat dengan tambahan keypad sebagai pengunci dan
pembuka dari pintu yang dapat menambah pengamanan dalam miniatur
smarthome.
2. Jendela yang akan secara otomatis terbuka dan tertutup sesuai keadaan cuaca
disekitar dan sensor cahaya LDR sebagai inputan kondisi cahaya.
3. Lampu yang akan secara otomatis hidup ketika terdeteksi manusia dengan
sensor pir dan dalam kondisi jendela tertutup (kondisi malam hari). Dan lampu
yang akan tetap mati ketika tidak adanya manusia walaupun jendela dalam
4. Pada keypad terdapat tombol untuk inputan password , tombol lock (untuk mengunci pintu) dan tombol lock (untuk mengunci pintu, menutup jendela dan
mematikan lampu).
3.4 Perancangan Miniatur Smarthome
Pada kali ini miniatur yang akan dibuat adalah miniatur rumah dengan bahan
pembuatan berupa akrelik dan terdapat beberapa rangkaian alat pendukungnya yaitu
arduino uno, driver servo untuk jendela, driver motor untuk pintu, sensor cahaya,
sensor pir dan keypad.
3.5 Perancangan Alat
Untuk memenuhi fitur-fitur smarthome maka diperlukan alat yang mampu membuat fitur tersebut berjalan sesuai kondisi yang kita buat. Dan dalam pebuatan alat maka
sebelumnya kita perlu membuat rangkaian dari alat tersebut.
Berikut adalah rangkaian dari alat-alat penunjang kebutuhan dari fitur
smarthome yang akan dibuat.
3.5.1 Arduino Uno
Arduino Uno menggunakan mikrokontroler ATmega328 dan memiliki 14 input output
dan 6 input analog (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog,
16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset.
Gambar 3.4 Rangkaian Arduino Uno
Sumber tegangan untuk Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB
atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal
(non-USB) daya dapat berasal baik dari AC ke adaptor DC atau baterai. Arduino dapat
beroperasi dengan pasokan tegangan eksternal 6 sampai dengan 20V. Apabila
diberikan tegangan kurang dari 7V, jika diukur tegangan pada pin 5V kemungkinan
menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board
Arduino. Kisaran yang disarankan adalah 7 sampai 12 volt.
3.5.2 Rangkaian Driver Motor pada Pintu
Rangkaian driver motor DC digunakan untuk menggerakan pintu. Rangkaian driver
ini menggunakan IC L293D. dengan sebuah IC driver motor ini, rangkaian dapat
melayani dua buah motor DC. Motor akan dikendalikan dari inputan yang berlogika
high atau low. Dibawah ini adalah bentuk dari rangkaian driver motor menggunakan IC L293D.
Gambar 3.5 Rangkaian Driver Motor
Rangkaian driver ini berfungsi untuk menggerakan motor sesuai dengan input
yang diterimanya. Rangkaian bertindak sebagai pengatur arah kerak motor DC,
apakah bergerak forward atau reverse.Secara teori, rangkaian driver motor tersebut bekerja dengan system switching. Jika inputnya diberi logika input 1, maka input 2 adalah low, sehingga perputaran motor DC bergerak forward. Sedangkan jika input 1
3.5.3 Rangkaian Sensor Cahaya pada Jendela
Pada jendela akan dipasang sebuah sensor cahaya yang berfungsi untuk memberi
perintah menutup atau membuka jendela sesuai kondisi yang akan kita buat. Yaitu
apabila sensor menangkap cahaya atau dalam kondisi siang hari maka jendela akan
terbuka secara otomatis dan begitu sebaliknya
Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Cahaya
Sensor cahaya yang digunakan adalah Light Dependent Resistor (LDR). Karakteristik
LDR adalah nilai resistansi yang berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang
diterimanya. Semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima LDR, maka semakin
rendah nilai resistansi dari LDR. Berdasarkan literatur, nilai resistansi LDR dalam keadaan gelap sebesar 10 MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1 kΩ. Diharapkan tegangan keluaran saat kondisi terang adalah mendekati nilai Vcc sedangkan saat
3.5.4 Rangkaian Keypad pada Pintu
Keypad pada pintu berfungsi sebagai tombol inputan untuk memasukkan password agar tidak sembarang orang bisa membuka pintu apabila tidak mengetahui
passwordnya.
Perancangan keypad dirancang memiliki konfigurasi matrik 3X3, sehingga
akan diperoleha tombol sebanyak 9 buah. Masing-masing tombol tersebut digunakan
sebagai masukkan password yang nantinya akan membuka pintu.
Gambar 3.7 Rangkaian Keypad
Adapun cara kerja keypad yang direncanakan dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Setiap kali penekanan tombol akan terjadi suatu persilangan antara baris X
dengan kolom Y.
2. Kondisi logic hasil penekanan tombol keypadtersebut dihubungkan pada Port input arduino melalui kaki baris1-baris3 dan kolom1-kolom3.
3. Keadaan penekanan tombol persilangan antara baris dan kolom akan dibaca
dan untuk sementara disimpan dimemory internal mikrokontroller sehingga
persilangan antara baris dan kolom dapat dikirimkan ke MCU pada proses
3.5.5 Rangkaian Sensor Pir pada Lampu
Gambar 3.8 Sensor Pir
Pada alat ini, sensor PIR digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya seseorang
yang berada didalam rumah.Pada sensor PIR IR Filter akan menyaring panjang
gelombang sinar inframerah pasif. IR Filter dimodul sensor PIR mampu menyaring
panjang gelombang sinar inframerah pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga
panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai
10 mikrometer dapat dideteksi oleh sensor.Karena semua benda memancarkan energi
radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu
tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang
berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah
yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi
perubahan pembacaan pada sensor. Pin 2akan bernilai HIGH jika ada Manusia yang
terdeteksi didepan sensor PIR, dan bernialai LOW jika tidak ada yang terdeteksi.
Gambar 3.9 Rangkaian Limit Switch
Pada perancangan alat ini menggunakan 2 buah limit switch. Yang masing masing
dari kedua limitswitch berfungsi untuk membatasi gerak dari motor dc. 2 limitswitch
digunakan untuk membatasi motor dc pada pintu. Pada saat limit switch tersentuh oleh
bagian mekanik dari penggerak motor dc, limitswitch akan memberikan logika=
0(LOW) pada arduino. Keluaran pada limit switch akan di terima oleh pin arduino,
dan arduino akan memerintahkan motor DC untuk berhenti.
Gambar 3.10 Rangkaian Keseluruhan
3.6 Perancangan PCB
Perancangan PCB (Printed Circuit Board) dilakukan bersama dengan perancangan
tata letak komponen. Proses ini sangat erat kaitannya dengan pola PCB. Perancangan
PCB menggunakan software EAGLE 6.4.0. Software ini merupakan software berbasis
windows yang difungsikan untuk merancang PCB dan menggambar skematik
rangkaian.
Untuk menyelesaikan rancangan layout PCB, hal-hal yang penting dan perlu
diperhatikan adalah :
1. Letak komponen yang rapi dan sistematis.
2. Hubungan pengawatan yang sependek mungkin.
3. Hindari sudut pengawatan atau belokan yang tajam (30°, 60°, 90°)
4. Ukuran PCB yang sekecil/sehemat mungkin.
Pembuatan PCB yang dilakukan adalah dengan cara digosok. Adapun
bahan-bahan utamanya yang dibutuhkan adalah :
b. Kertas berisi fotocopy layout
c. Setrika
d. Pelarut PCB
Setelah bahan-bahan utama sablon disediakan, maka langkah-langkah yang
dilakukan dalam pembuatan PCB dengan cara gosok adalah sebagai berikut :
1. Bersihkan permukaan PCB kemudian keringkan.
2. Letakkan kertas yang telah di fotocopy layout diatas permukaan PCB
kemudian gosok menggunakan setrika.
3. Basahi PCB dan membersihkan layout yang menempel di PCB.
4. Melarutkan PCB pada larutan FeCl3 dan setelah dilarutkan dicuci dengan
fujisol agar tinta hitam yang menempel pada papan PCB terlepas.
5. Melakukan pengeboran sesuai dengan kaki-kaki komponen yang tersedia.
3.6.1 Layout PCB
Layout PCB memegang peranan penting karena akan dijadikan film yang akan dicetak
di PCB. Perancangan layout PCB didasarkan pada beberapa pertimbangan yang
menyangkut keamanan dan efisiensi PCB yang digunakan.
3.6.2 Layout Komponen
Layout komponen memuat tata letak komponen papan PCB. Karena itu pada
perancangan layout PCB ini harus disesuaikan dengan layout komponen. Hal ini
dikarenakan karena keduanya merupakan satu kesatuan dengan layout PCB.
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi sistem
Implementasi merupakan lanjutan dari tahap analisis dan perancangan miniatur
smarthome. Pada bab ini akan dijelaskan hasil dari perancangan sistem beserta pengujian miniatur smarthome. Pada tahap implementasi ini digunakan perangkat lunak dan perangkat keras, sehingga sistem yang dibangun dapat diselesaikan dengan
baik.
Gambar 4.1 Diagram Ishikawa
Pada diagram ishikawa pada gambar 4.1 menjelaskan implementasi sistem Miniatur
Smarthome. Pada miniatur smarthome terdapat beberapa fitur yaitu fitur pintu yang memiliki keypad sebagai inputan password, jendela yang akan terbuka dan tertutup otomatis sesuai dengan kondisi cahaya, lampu yang juga secara otomatis hidup dan
mati sesuai keberadaan manusia dan kondisi cahaya. Berikut ini gambar miniature
Gambar 4.2 Miniatur smarthome
4.1.1 Implementasi Pintu
Pada pintu dibuat menggunakan bahan Akrelik berukuran panjang 20cm dan lebar
5cm dan untuk penggerak pintu secara otomatis digunakan driver motor DC selain itu
juga terdapat sebuah limit switch yang berfungsi sebagai penahan motor DC. Berikut
Gambar 4.3 Pintu, motor DC & Limitswitch
Berikut ini tampilan simulasi dari rangkaian motor DC.
Gambar 4.4 Rangkaian motor DC
4.1.2 Implementasi Jendela
Jendela dibuat menggunakan akrelik dengan ukuran panjang 8cm lebar 8cm. Untuk
penggerak jendela digunakan sebuah servo selain itu pada rangkaian terdapat juga
sebuah limitswitch yang berfungsi sebagai penahan motor servo. Berikut gambar
Gambar 4.5 Jendela dan servo
Pada jendela selain terdapat servo untuk penyempurnaan fitur dari smarthome
juga dipasangkan sebuah sensor LDR cahaya yang berfungsi untuk mendeteksi
kondisi cahaya. Berikut gambar dari jendela dan sensor LDR dan gambar rangkaian
sensor cahayanya.
Gambar 4.7 Rangkaian Sensor LDR
4.1.3 Implementasi Lampu
Lampu yang digunakan pada miniature smarthome adalah lampu dc 12volt. Berikut ini gambar implementasi lampu pada miniatur smarthome .
Gambar 4.8 Lampu DC 12volt
Gambar 4.9 Rangkaian Lampu
4.1.4 Implementasi Mikrokontroler Atmega328
Mikrokontroler yang dipakai pada miniature adalah mikrokontroler atmega328.
Pin-pin yang digunakan pada mikrokontroler adalah sebagai berikut.
1. Digital pin1 = input1 driver L293D
2. Digital pin0 = input2 driver L293D
3. Digital pin5 = enable motor
4. Analog pin4 = sensor ldr
5. Analog pin5 = sensor pir
6. Digital pin10 = limit switch pintu tutup
7. Digital pin11 = limit switch pintu buka
8. Digital pin12 = lampu
9. Digital pin9 = servo
10.Digital pin12 = kolom 1 keypad
11.Digital pin7 = kolom 2 keypad
12.Digital pin6 = kolom 3 keypad
13.Analog pin0 = baris 1 keypad
14.Analog pin1 = baris 2 keypad
Gambar 4.10 Mikrokontroler atmega329
Pada Gambar 4.9 terdapat rangkaian input dan output dimana yang merupakan inputan
adalah sensor LDR cahaya, sensor pir dan keypad 3x3 dan dan yang merupakan
outputnya adalah Driver motor(pintu) , Servo(jendela) dan Lampu DC 12volt.
4.2 Pengujian Alat
Pengujian alat yang dilakukan meliputi pengujian sensor pir, sensor LDR , lampu,
jendela dan pintu dari miniature smarthome.
4.2.1 Pengujian Sensor Pir
Pengujian sensor pir bertujuan untuk mengetahui apakah sensor dapat mengetahui
pergerakan manusia. Dalam pengujian ini sensor pir dihubungkan pada PIN A5
dilihat dari Tabel 4.1.
mengetahui tegangan keluaran dan nilai ADC yang dihasilkan oleh sensor. Berikut
hasil tabel pengujian.
Tabel 4.2 Hasil Uji Sensor LDR
KONDISI NILAI ADC TEGANGAN (Volt)
Terang 484-486 2,4
Gelap 960-963 4,7
4.2.3 Pengujian Limit Switch
Pengujian limit switch bertujuan untuk mengetahui sensitifitas alat terhadap sebuah
tekanan dari hasil uji diketahui limit switch berjalan dengan baik ketika normaly open
dan normaly close. Berikut merupakan data hasil uji limit switch.
KONDISI TEGANGAN (Volt)
NORMALY CLOSE 4,33
NORMALY OPEN 0,02
Open berarti terbuka maka arus tidak mengalir sehingga tidak terhubung. Close berarti
tertutup sehingga arus mengalir karena terhubung.
4.2.4 Pengujian Driver Motor L293
Pengujian driver motor L293 dilakukan dengan member logika (1/0) ke
masing-masing input driver. Input 1 dari driver L293 dihubungkan ke pin digital 1 dan 2 dari
driver l293 dihubungkan ke digital 0.
Pengujian input logika pada driver L293 bertujuan untuk mengetahui kondisi
saat motor menggerakkan pintu terbuka dan pintu tertutup. Adapun hasil pengujian
sebagai berikut.
Tabel 4.4 Hasil Uji Driver Motor L293
KONDISI
Gambar 4.11 Menginput Password pada Keypad
Sebelumnya telah diketahui bahwa pintu akan terbuka ketika password yang diinput untuk membuka pintu telah terinput dengan benar. Pada pengujian ini penulis telah
mengatur sebuah password untuk membuka pintu dan passwordnya adalah 1234.
Setelah password di input lalu ditekan tombol unlock pada keypad. Ketika password
telah terinput dengan benar maka pintu akan terbuka. Berikut gambar pengujian pintu
terbuka.
Gambar 4.12 Pintu terbuka
Untuk dapat mengontrol lampu, mikrokontroler harus mengirimkan data sinyal pulsa ”0” dan ”1”. Jika mikrokontroler memberikan data sinyal pulsa ”0” maka rangkaian sakelar digital berada dalam keadaan tidak aktif, tapi bila ada sinyal pulsa ”1” yang
dikirimkan oleh mikrokontroler, maka rangkaian sakelar digital akan aktif. Relay yang
digunakan pada rangkaian sakelar ini mempunyai supply tegangan sebesar 12 Volt dc
untuk dapat menggerakkan relay.
Rangkaian saklar digital ini dibentuk oleh komponen resistor, transistor bc547,
diode 1N4002, dan relay dc 12 Volt. Resistor pada kaki basis akan membatasi arus
yang akan masuk ke transistor. Diode 1N4002 berfungsi untuk menahan tegangan
balik dari relai dari kondisi aktif ke kondisi tidak aktif. Saat transistor Q1 berada
dalam kondisi saturasi, tegangan pada kolektor-emiter (VCE) mendekati nol. Transistor Q1 mempunyai β = 100 sehingga arus basis dapat dihitung untuk mendapatkan suatu kondisi transistor dalam keadaan saturasi.
Berikut gambar dari pengujian lampu pada miniatur smarthome.
secara otomatis ketika kondisi hari adalah malam hari (gelap) dan bisa dibuktikan
dengan tertutupnya jendela. Kita telah mengetahui sebelumnya bahwa jendela akan
tertutup otomatis ketika kondisi hari gelap. Untuk membuat kondisi dalam keadaan
gelap penulis sengaja menutup sensor cahaya agar cahaya yang terdeteksi adalah
cahaya yang minimal (gelap).
4.2.6 Pengujian Jendela & Lampu
Pengujian yang dilakukan pada jendela ini dikontrol melalui 2 buah sensor yaitu
sensor pir & cahaya. Sensor pir berfungsi untuk mendeteksi keberadaan manusia
dengan mendeteksi gerak dan suhu tubuh manusia. Sedangkan sensor cahaya
berfungsi untuk mendeteksi kondisi cahaya dan memberi hasil dengan kondisi siang
dan malam hari.
Terbuka Deteksi manusia Siang hari
Tertutup Deteksi manusia Malam hari
Tabel 4.6 Hasil Uji Lampu
Hidup Ada manusia Malam hari
Mati Ada manusia Siang hari
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa kondisi jendela akan terbuka secara otomatis
ketika kondisi hari pada siang hari (terang) dan adanya keberadaan manusia didalam
otomatis dan apabila keadaan hari siang hari (terang) namun tidak ada manusia
dirumah maka jendela akan tetap tertutup juga. Berikut gambar hasil pengujian alat
pada jendela.
Gambar 4.14 Jendela Terbuka
Pada gambar 4.14 dapat kita lihat bahwa jendela dalam keadaan terbuka karena hari
dalam kondisi siang hari (terang) dan terdeteksi keberadaan manusia. Dalam
pembuktian ada tidaknya manusia penulis melakukan gerakan tangan sebagai
Gambar 4.15 Jendela tertutup pada Siang hari
Pada gambar 4.15 dapat kita lihat bahwa jendela dalam keadaan tertutup walaupun
kondisi hari adalah siang (terang) hal ini disebabkan karena tidak terdeteksinya
manusia didalam rumah dan ini sesuai dengan kondisi yang telah di terapkan oleh
penulis.
Pada gambar 4.16 dapat kita lihat bahwa jendela dalam keadaan tertutup dan lampu
dalam keadaan menyala, hal ini disebabkan karena terdeteksinya manusia didalam
rumah dan kondisi cahaya sedang dalam keaadan gelap atau dimisalkan dalam kondisi
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan hasil dari penelitian, maka diperoleh beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1. Penelitian ini bertujuan untuk merancang smarthome dengan menggunakan mikrokontroler atmega328. Yang dimana Objek yang dapat terkontrol didalam
smarthome otomatis adalah pintu, jendela dan lampu.Adapun Perangkat-perangkat yang ada pada smarthome dapat terkendali otomatis dan dapat disimpulkan hal ini dapat diimplementasikan pada rumah sesungguhnya.
2. Hasil penelitian berjalan dengan baik dimana jendela dapat terbuka pada saat
siang hari dan tertutup pada malam hari secara otomatis. Dan lampu yang akan
menyala pada saat malam hari ketika terdeteksi manusia secara otomatis.
3. Pada miniature smarthome terdapat sebuah pintu yang telah dipasang keypad3x3 sebagai inputan password yang berfungsi sebagai penutup dan pembuka dari pintu tersebut.
5.2 Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan penelitian
sistem ini antara lain:
1. Agar dapat ditambahkan fiturnya yang lebih banyak lagi pada miniature
smarthome.
2. Agar miniature lebih menarik dan lebih tampak nyata.
4. Kabel-kabel yang dipakai dalam mendukung terciptanya fitur diharapkan dapat
tersusun lebih rapi.
5. Pada penelitian selanjutnya diharapkan penulis dapat memberbaiki segala
